让细菌“改邪归正”,新技术把插入DNA的速度提高1万倍

研究人员经常会用工程方法改造细菌或者酵母，例如，研究人员创造的细菌可以吞食塑料垃圾、制作生物燃料或者胰岛素，有时他们创造的酵母能够生成牛奶或者奶酪，在实验室就可以生成，不需要牛；要改造小细菌或者酵母，当中有一个步骤很麻烦：将新的DNA放进细胞。

如果某个特殊物种之前没有用工程技术改造过，如何让它的细胞接受DNA呢？解决此问题往往需要几个月甚至几年的时间。事实上，插入DNA的工作相当乏味。一般来说，研究人员会用手动方式操作，通过吸移管将一个细胞样本放进小室，小室里面已经插入了DNA，一次只能移一个，研究人员要从几百万甚至几十亿个细胞中仔细寻找，直到获得最满意的结果。MIT一家创业公司现在开发出新技术，可以让寻找的速度提高1万倍。

研究人员制作一个流体通道，宽度和头发丝差不多，通道中间比较狭窄，研究人员将通道放在吸移管尖端。当细胞以流动方式穿过通道，电荷会在细胞上开孔，这样就可以将DNA放进中央。因为通道的形状比较特殊，电荷处在最高位的时间会极力缩短，这样一来细胞不会严重损坏，处理之后仍然可以生存下去。

如果使用目前已有的技术，一次只能处理一个细胞样本，有些人一小时之内能处理50个样本。新系统一次可以处理96个甚至更多样本，每个样本有一百万个细胞，几分钟就可以生成几十亿个新变体。正因如此，一小时之内，新技术的处理数量和旧系统一年的处理数量差不多。

Ginkgo Bioworks用细菌制作香水、调料及其它产品，公司创始人Barry Canton说：“在基因工程领域，如果只是坐在电脑前，输入DNA代码，然后就能得到自己想要的结果，这种好事不太可能发生……我们要做的就是尝试一些设计，看看它们的表现如何，然后不断重复，直到找到自己想要的，这是一种方法；还有另一种方法，从一开始就制定10000种不同的设计，尝试所有的设计，快速找到哪个可用。”Gingko建有庞大的研究设施，里面到处是机器人，有了新技术的帮助它可以加速研究；如果是一般的实验室，新技术带来的变化尤其巨大。

如果使用新技术，与以前相比，能够处理的细菌或者酵母种类更多，因为新技术解决了另一个难题：创造有利条件，让特定种类的细菌或者酵母接受DNA。照估计，细菌的种类有几百万种，Kytopen创始人说，科学家社区只能栽培或者获取其中的1%，至于用基因工程加工的种类就更少了。

如果研究人员能够用工程方法进入之前不能进入的种类，也许可以找到新的解决方案。Kytopen联合创始人、MIT机械工程副教授Cullen Buie说：“这些有机体也许可以创造出新的治疗蛋白质，或者孕育出抗生素、生成酶，用于食物生产和生物燃料制作。在生物领域有无穷的可能性，只是因为我们无法进入所以不知道。”

技术会带来怎样的影响？Buie认为很难预测。他说：“如果处理的速度快了很多，人们就会问一些新问题，之前因为任务太繁重，大家不能研究这些问题。总之，这是一门作用极大的技术。我们没有吹捧的意思，真不希望大家有这样的感觉，如果你能在一小时之内将一年的工作做完，那肯定会给研究工作带来巨大的变化。”

Kytopen拿到了The Engine的投资，The Engine是MIT成立一个加速器项目，它向出色的创意提供资金支持，这些创意可能很难从VC公司手中拿到资金。Kytopen是The Engine首批投资项目中的一个，它还向Analytical Space和iSee投资。Analytical Space开发系统，从太空传输高速数据；iSee为人机协作开发下一代AI。Buie说：“如果没有The Engine，像我们这样的技术可能会陷入危险境地，它不再是基础研究（科学方面的研究已经做完了），不是软件，也不是目前VC公司愿意投资的其它领域。如果这样的技术中途夭折，真是一件很可惜的事，的确有许多技术不幸死亡。”